EP0388765A1 - Verschlussdeckel für einen Behälterstutzen - Google Patents

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EP0388765A1
EP0388765A1 EP90104760A EP90104760A EP0388765A1 EP 0388765 A1 EP0388765 A1 EP 0388765A1 EP 90104760 A EP90104760 A EP 90104760A EP 90104760 A EP90104760 A EP 90104760A EP 0388765 A1 EP0388765 A1 EP 0388765A1
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sealing membrane
closure
spring
lid
sealing
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EP90104760A
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Konrad Scharrer
Josef Weichselbaumer
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BLAU GMBH FABRIK FUER KRAFTFAHRZEUGTEILE
Audi AG
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B L A U GmbH
Audi AG
Blau KG
Blau KG Fabrik fuer Kraftfahrzeugteile
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/0204—Filling
    • F01P11/0209—Closure caps
    • F01P11/0238—Closure caps with overpressure valves or vent valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S220/00—Receptacles
    • Y10S220/32—Radiator cap

Definitions

  • the invention relates to a closure cap for a container neck, in particular a radiator cap, comprising a lid cap and a pot-shaped lid inner part connected to it, with a radially outwardly directed ring flange which carries an annular seal intended to rest on the neck edge, and with a pressure-vacuum valve comprising a ring-shaped one Sealing membrane, which, with its inner surface facing the container interior, rests against an annular sealing surface of the inner part of the lid and against a closing part which is smaller in diameter and covers the central opening of the sealing membrane and which is tensioned against the inner surface of the sealing membrane by a vacuum spring which is supported on the bottom of the inner part of the lid, and on the outward-facing surface of a support disc rests under the pressure of a pressure spring.
  • the invention has for its object to provide a cover of the type mentioned, with which it can be achieved in a simple manner and without the use of special springs that the pressure-vacuum valve opens at a pressure value which is within narrowly specified limits.
  • bias of the pressure spring is adjustable. This allows the opening pressure of the overpressure-vacuum valve to be set precisely. The tolerances of the springs used are irrelevant.
  • the adjustment of the prestress of the pressure spring can be achieved in a simple manner in that the pressure spring formed by a helical pressure spring rests with its end remote from the sealing membrane on a support body which is provided with a thread and in engagement with a counter thread on the inner cover part parallel to the axial direction of the Overpressure spring is adjustable.
  • the support body is preferably formed by a ring with a U-shaped profile, the radially inner wall of which engages in the interior of the helical compression spring encloses a polygonal opening surface, the radially outer wall of which carries the thread on its outside and which is in a cylindrical bearing the counter thread Approach to the inside of the lid partly screwable.
  • the radially inner wall can be designed, for example, as a hexagonal surface, so that the support body can be conveniently rotated with a hexagonal key that engages in the opening, and the tension of the spring can thus be adjusted.
  • the helical compression spring used as an overpressure spring is ground on its end faces in order to achieve a flat contact surface.
  • the pressure spring with its end facing the sealing membrane is supported on a plate which is mounted on the flexible support plate by means of a ball joint.
  • the plate can have a spherical shell-shaped elevation in its center, which engages in a corresponding ball socket-like recess in the support disk.
  • the radiator cap shown comprises an outer cap 10, which is generally made of plastic, and a cap inner part 12, which is connected to it in a manner not shown, generally designated 12.
  • the cap inner part consists of a pot-shaped lower section 14 with a radially outwardly directed flange 16, which is a Ring seal 18 supports the Support is determined on the edge of a container neck, not shown, to be closed by the radiator cap.
  • the ring seal 18 is held by axially parallel ribs 20 on the inside of the cap 10, so that it can not detach from the flange 16.
  • the lower part 14, which is made of sheet metal is connected to an upper part 22, which is also made of sheet metal and consists of a cylindrical section 24 and a ring 26 projecting radially outward. This ring 26 lies on the side of the flange 16 facing away from the ring seal and is firmly connected to the lower part 14 by flanging the flange edge inwards, as is shown in the figure.
  • the cylindrical section 24 is provided with an internal thread 28.
  • a ring 30 carrying an external thread and having a U-shaped cross-sectional profile is screwed into the thread attachment thus formed.
  • the radially inner wall 32 of the ring 30 is designed as a hexagon socket surface, so that a hexagon wrench can be inserted into the central opening of the ring, with the aid of which the ring can be screwed into the threaded attachment 24.
  • the ring 30 serves in the manner shown to support a helical compression spring 34 which is supported with its end remote from the ring 30 on a plate 36. In its center, this has a spherical head-shaped shape 38 which engages in a ball socket 40 of a flexible support disk 42.
  • the flexible support disk 42 lies against an annular sealing membrane 44.
  • the sealing membrane 44 rests on an annular rib 46 which is formed on a radially inwardly directed shoulder 48 at the lower end of the inner cover part 12.
  • the ring rib 46 is integrally formed with a plastic part 50, which is formed by overmolding the lower end of the lower part 14.
  • the central opening 52 of the annular sealing membrane 44 is closed by a flat tin pot 54 which is surrounded by a helical compression spring 56 which is supported on its radially outward edge and which is supported with its opposite end on a radially inward section 58 of the plastic part 50.
  • the radiator cap described so far works as follows when exposed to negative pressure or excess pressure in the container closed by it:
  • An overpressure prevailing in the container interior also acts against the spring cup 54 and lifts it together with the sealing membrane 44 of the support disk 42 and the plate 36 against the force of the pressure spring 44 from the annular rib 46, so that the bottom opening 60 of the inner cover part and the openings 66 in the upper part of the same a connection between the container interior and the outside world is created.
  • the pressure-vacuum valve thus formed opens at a more or less strong pressure in the interior of the container. The opening pressure can thus be set very precisely for the installed springs and is therefore no longer dependent on the spring tolerances.
  • annular bead 68 is formed in the support disk 42 near the edge thereof, which lies on the sealing membrane and whose average diameter corresponds to the average diameter of the annular rib 46.
  • This ring bead 48 ensures that the pressure of the support disk 42 is exerted on the sealing membrane 44 in the region of the ring rib 46.
  • centering ribs 70 are formed on the inside of the pot-shaped lower part 14 of the inner cover part 12.

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Abstract

Bei einem Verschlußdeckel für einen Behälterstutzen, insbesondere Kühlerdeckel umfassend eine Deckelkappe (10) und ein mit dieser verbundenes topfförmiges Dekkelinnenteil (12) mit einem radial auswärts gerichteten Ringflansch (16), der eine zur Auflage auf dem Stutzenrand bestimmte Ringdichtung (18) trägt, und mit einem Überdruck-Unterdruckventil, umfassend eine ringförmige Dichtmembran (44), die mit ihrer zum Behälterinnenraum weisenden Innenfläche an einer ringförmigen Dichtfläche (46) des Deckelinnenteils (12) und an einem gegenüber dieser durchmesserkleineren, die Mittelöffnung (52) der Dichtmembran (44) abdeckenden Verschlußteil (54) anliegt, das durch eine sich am Boden (58) des Deckelinnenteils (12) abstützende Unterdruckfeder (56) gegen die innere Fläche der Dichtmembran (44) gespannt wird, und an deren nach außen weisender Fläche eine Stützscheibe (42) unter dem Druck einer Überdruckfeder (34) anliegt, ist die Vorspannung der Überdruckfeder (34) einstellbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verschlußdeckel für einen Behälterstutzen, insbesondere Kühlerdeckel, umfassend eine Deckelkappe und ein mit dieser verbundenes topfförmiges Deckelinnenteil mit einem radial auswärts gerichteten Ringflansch, der eine zur Auflage auf dem Stutzenrand bestimmte Ringdichtung trägt, und mit einem Überdruck-Unterdruckventil, umfassend eine ringförmige Dichtmembran, die mit ihrer zum Behälterinnenraum wei­senden Innenfläche an einer ringförmigen Dichtfläche des Deckelinnenteils und an einem gegenüber dieser durchmesserkleineren, die Mittelöffnung der Dicht­membran abdeckenden Verschlußteil anliegt, das durch eine sich am Boden des Deckelinnenteils abstützende Unterdruckfeder gegen die innere Fläche der Dicht­membran gespannt wird, und an deren nach außen weisen­der Fläche eine Stützscheibe unter dem Druck einer Überdruckfeder anliegt.
  • Bei Kühlerdeckeln beispielsweise werden heute von der Industrie Drucktoleranzen von 0,1 bar für das Öffnen des Überdruck-Unterdruckventils bei einem in dem Behälter herrschenden Über- bzw. Unterdruck gefordert. Diese Forderung ist mit normalen Federn kaum zu erreichen, da deren Toleranzen in der Regel zu größeren Drucktoleranzen führen wurden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Deckel der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem auf ein­fache Weise und ohne die Verwendung von Spezialfedern erreicht werden kann, daß das Überdruck-Unterdruck­ventil bei einem Druckwert öffnet, der innerhalb enger vorgegebener Grenzen liegt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorspannung der Überdruckfeder einstellbar ist. Damit kann der Öffnungsdruck des Überdruck-Unterdruck­ventils genau eingestellt werden. Die Toleranzen der verwendeten Federn spielen hierbei keine Rolle.
  • Auf einfache Weise läßt sich die Verstellung der Vor­spannung der Überdruckfeder dadurch erreichen, daß die von einer Schraubendruckfeder gebildete Überdruckfeder mit Ihrem der Dichtmembran fernen Ende an einem Stütz­körper anliegt, der mit einem Gewinde versehen ist und im Eingriff mit einem Gegengewinde am Deckelinnenteil parallel zur Achsrichtung der Überdruckfeder verstell­bar ist. Vorzugsweise ist dabei der Stützkörper von einem Ring mit U-förmigem Profil gebildet, dessen radial innere, in das Innere der Schraubendruckfeder eingreifende Wand, eine polygonale Öffnungsfläche um­schließt, dessen radial äußere Wand auf ihrer Außen­seite das Gewinde trägt und der in einen das Gegen­gewinde tragenden zylindrischen Ansatz des Deckelinnen­ teils einschraubbar ist. Die radial innere Wand kann beispielsweise als Sechskantfläche ausgebildet sein, so daß der Stützkörper mit einem in die Öffnung eingrei­fenden Sechskantschlüssel bequem verdreht und damit die Spannung der Feder eingestellt werden kann. Die als Überdruckfeder verwendete Schraubendruckfeder ist an ihren Endflächen angeschliffen, um eine ebene Auflage­fläche zu erzielen. Um eine gleichmäßige Verteilung des Federdruckes der Überdruckfeder auf die flexible Stütz­scheibe zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschla­gen, daß sich die Überdruckfeder mit ihrem der Dicht­membran zugekehrten Ende an einem Teller abstützt, der mittels eines Kugelgelenkes auf der flexiblen Stütz­scheibe gelagert ist. Der Teller kann dabei in seinem Zentrum eine kugelschalenförmige Erhebung aufweisen, die in eine entsprechende kugelpfannenartige Vertiefung der Stützscheibe eingreift.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung der Erfindung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die einzige Figur zeigt einen die Achse enthaltenden, teilweise schemati­schen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kühlerdek­kel.
  • Der dargestellte Kühlerdeckel umfaßt eine in der Regel aus Kunststoff bestehende äußere Deckelkappe 10 und ein mit diesem in nicht dargestellter Weise verbundenes allgemein mit 12 bezeichnetes Deckelinnenteil 12. Das Deckelinnenteil besteht aus einem topfförmigen unteren Abschnitt 14 mit einem radial nach außen gerichteten Flansch 16, der eine Ringdichtung 18 abstützt, die zur Auflage auf dem Rand eines durch den Kühlerdeckel zu verschließenden nicht dargestellten Behälterstutzens bestimmt ist. Die Ringdichtung 18 wird durch achs­parallel verlaufende Rippen 20 an der Innenseite der Deckelkappe 10 gehalten, so daß sie sich nicht von dem Flansch 16 lösen kann. Das aus Blech bestehende Unter­teil 14 ist mit einem ebenfalls aus Blech gefertigten Oberteil 22 verbunden, das aus einem zylindrischen Ab­schnitt 24 und einem radial nach außen abstehenden Ring 26 besteht. Dieser Ring 26 liegt auf der der Ring­dichtung abgewandten Seite des Flansches 16 auf und ist durch ein Einwärtsbördeln des Flanschrandes fest mit dem Unterteil 14 verbunden, wie dies in der Figur dar­gestellt ist.
  • Der zylindrische Abschnitt 24 ist mit einem Innen­gewinde 28 versehen. In den so gebildeten Gewindeansatz ist ein ein Außengewinde tragender Ring 30 ein­geschraubt, der ein U-förmiges Querschnittsprofil auf­weist. Die radial innere Wand 32 des Ringes 30 ist als Innensechskantfläche ausgebildet, so daß in die Mittel­öffnung des Ringes ein Sechskantschlüssel eingeführt werden kann, mit dessen Hilfe der Ring in den Gewinde­ansatz 24 eingedreht werden kann. Der Ring 30 dient in der dargestellten Weise zur Abstützung einer Schrauben­druckfeder 34, die sich mit ihrem dem Ring 30 fernen Ende auf einem Teller 36 abstützt. Dieser weist in sei­nem Zentrum eine kugelkopfförmige Ausformung 38 auf, die in eine Kugelpfanne 40 einer flexiblen Stützscheibe 42 eingreift. Die flexible Stützscheibe 42 liegt an einer ringförmigen Dichtmembran 44 an. Die Dichtmembran 44 liegt auf einer Ringrippe 46 auf, die an einer radial einwärts gerichteten Schulter 48 am unteren Ende des Deckelinnenteils 12 ausgebildet ist. Die Ringrippe 46 ist dabei einstückig mit einem Kunststoffteil 50 ausgebildet, das durch Umspritzen des unteren Endes des Unterteils 14 gebildet ist.
  • Die Mittelöffnung 52 der ringförmigen Dichtmembran 44 wird durch einen flachen Blechtopf 54 verschlossen, der von einer sich an seinem radial auswärts gerichteten Rand abstützende Schraubendruckfeder 56 umgeben ist, die sich mit ihrem entgegengesetzten Ende an einem radial einwärts gerichteten Abschnitt 58 des Kunststoffteils 50 abstützt.
  • Der soweit beschrieben Kühlerdeckel arbeitet bei der Einwirkung von Unterdruck oder Überdrück in dem von ihm verschlossenen Behälter folgendermaßen:
  • Herrscht in dem von dem Kühlerdeckel verschlossenen Be­hälter ein Unterdruck, so wirkt dieser über die in dem Boden des Deckelinnenteils 12 ausgebildete Öffnung 60 auf den Federtopf 54 und zieht diesen gegen die Wirkung der Unterdruckfeder 56 zum Behälterinnenraum hin. Die Dichtmembran folgt dieser Bewegung zunächst ein gewisses Stück, bis sie an einer radial zwischen der Ringrippe 46 und dem Rand des Federtopfes 54 liegenden Ringrippe 62 an dem Kunststoffteil 50 anstößt und bei einer weiteren Bewegung des Federtopfes 54 von diesem abgehoben wird. Dadurch wird eine Verbindung zwischen dem Behälterinnenraum und der Außenwelt geschaffen, die über die Öffnung 60 in dem Deckelinnenteil 12, den Zwi­schenraum zwischen der Dichtmembran 44 und dem Rand des Federtopfes 54, die Mittelöffnung 52 in der Dicht­membran 44, Öffnungen 64 in der Stützscheibe 42 und Öffnungen 66 in dem Oberteil des Deckelinnenteils führt.
  • Ein in dem Behälterinnenraum herrschender Überdruck wirkt ebenfalls gegen den Federtopf 54 und hebt diesen zusammen mit der Dichtmembran 44 der Stützscheibe 42 und dem Teller 36 gegen die Kraft der Überdruckfeder 44 von der Ringrippe 46 ab, so daß über die Bodenöffnung 60 des Deckelinnenteils und die Öffnungen 66 in dem Oberteil desselben eine Verbindung zwischen dem Behälterinnenraum und der Außenwelt geschaffen wird. Je nach dem, wie stark die Überdruckfeder 34 durch das Hineindrehen oder Herausdrehen des Ringes 30 aus dem Ansatz 24 vorgespannt wurde, öffnet das so gebildete Überdruck-Unterdruckventil bei einem mehr oder weniger starken Überdruck im Behälterinnenraum. Der Öffnungs­druck läßt sich damit für die eingebauten Federn ganz genau einstellen und ist damit nicht mehr abhängig von den Federtoleranzen.
  • Nachzutragen ist noch, daß in der Stützscheibe 42 nahe deren Rand eine Ringsicke 68 ausgeformt ist, die auf der Dichtmembran aufliegt und deren mittlerer Durchmes­ser dem mittleren Durchmesser der Ringrippe 46 ent­spricht. Diese Ringsicke 48 sorgt dafür, daß der Druck der Stützscheibe 42 im Bereich der Ringrippe 46 auf die Dichtmembran 44 ausgeübt wird. Eine gute Zentrierung der Dichtmembran 44 und der Stützscheibe 42 wird durch Zentrierrippen 70 gewährleistet, die an der Innenseite des topfförmigen Unterteils 14 des Deckelinnenteils 12 ausgebildet sind.

Claims (7)

1. Verschlußdeckel für einen Behälterstutzen, insbe­sondere Kühlerdeckel umfassend eine Deckelkappe (10) und ein mit dieser verbundenes topfförmiges Deckelinnenteil (12) mit einem radial auswärts ge­richteten Ringflansch (16), der eine zur Auflage auf dem Stutzenrand bestimmte Ringdichtung (18) trägt, und mit einem Überdruck-Unterdruckventil, umfassend eine ringförmige Dichtmembran (44), die mit ihrer zum Behälterinnenraum weisenden Innen­fläche an einer ringförmigen Dichtfläche (46) des Deckelinnenteils (12) und an einem gegenüber die­ser durchmesserkleineren, die Mittelöffnung (52) der Dichtmembran (44) abdeckenden Verschlußteil 854) anliegt, das durch eine sich am Boden (58) des Deckelinnenteils (12) abstützende Unterdruck­feder (56) gegen die innere Fläche der Dicht­membran (44) gespannt wird, und an deren nach außen weisender Fläche eine Stützscheibe (42) unter dem Druck einer Überdruckfeder 34 anliegt,
dadurch gekennzeichnet
daß die Vorspannung der Überdruckfeder (34) ein­stellbar ist.
2. Verschlußdeckel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von einer Schraubendruckfeder gebildete Überdruckfeder (34) mit ihrem der Dichtmembran (44) fernen Ende an einem Stützkörper (30) an­liegt, der mit einem Gewinde versehen ist und in Eingriff mit einem Gegengewinde (28) am Deckel­innenteil (12) parallel zur Achsrichtung der Über­druckfeder (34) verstellbar ist.
3. Verschlußkörper nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützkörper (30) von einem Ring mit U-­förmigem Profil gebildet ist, dessen radial innere Wand 31 eine polygonale Öffnungsfläche umschließt, dessen radial äußere Wand auf ihrer Außenseite das Gewinde trägt und der in einen das Gegengewinde (28) tragenden zylindrischen Ansatz (24) des Dek­kelinnenteils (12) einschraubbar ist.
4. Verschlußdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Überdruckfeder (34) mit ihrem der Dichtmembran (44) zugekehrten Ende an einem Teller (36) abstützt, der mittels eines Kugelgelenkes auf der flexiblen Stützscheibe (42) gelagert ist.
5. Verschlußdeckel nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützscheibe (42) eine zur Dichtmembran (44) hin ausgeformte Ringsicke (68) aufweist, deren mittlerer Durchmesser annähernd gleich dem mittleren Durchmesser der Dichtfläche (46) an dem Deckelinnenteil (12) ist.
6. Verschlußdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützscheibe (42) radial innerhalb der Mittelöffnung (52) der Dichtmembran (44) minde­stens eine Öffnung (64) aufweist.
7. Verschlußdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtfläche am Deckelinnenteil (12) von einer Ringrippe (46) gebildet ist und daß radial zwischen dieser und dem Verschlußteil (54) eine zweite etwas flachere Ringrippe (62) angeordnet ist.
EP90104760A 1989-03-23 1990-03-13 Verschlussdeckel für einen Behälterstutzen Expired - Lifetime EP0388765B1 (de)

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